一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质，其包括：根据重点路段汽车的回波信号得到基础角度信息；根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角；根据回波信号偏角判断汽车是否偏离车道；如果汽车偏离车道，生成告警信号；如果偏离车道的汽车重新回到车道，生成告警解除信号。本发明专利技术能够实时判断重点路段行驶的汽车偏离车道的情况，并在发现偏离车道的汽车后及时做出预警，提醒汽车驾驶人员重新回到正轨，从而避免因为车辆偏离轨道而造成交通事故。道而造成交通事故。道而造成交通事故。

【技术实现步骤摘要】
一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质，属于道路监测预警


技术介绍

[0002]随着车辆的普及，每年交通道路事故造成的意外伤害都维持在较高的水平，其中一些重点路段的交通事故发生率更是居高不下。交通道路事故频发的重点路段包括急转弯、山路还有一些视野不好的路段，这些路段发生的事故大多是因为汽车偏离车道而造成的。虽然在重点路段都会设置交通警示牌和一些监控装置，但是没有及时可靠的监测预警装置，对改善重点路段交通道路事故作用有限。现阶段，已经有部分高档汽车配置了自动驾驶和车道偏离检测的功能，但是这种汽车价格昂贵，普及率低，在道路上行驶的绝大部分汽车仍然依靠驾驶员和外界提醒来规避交通道路事故因此，在重点路段部署一套可以自动监测车道偏离并及时发出告警的系统是非常有必要的。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质，能够实时检测重点路段行驶汽车的行驶角度，发现偏离车道的汽车，并及时进行告警。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术手段：
[0005]第一方面，本专利技术提出了一种重点路段汽车偏离车道检测方法，包括如下步骤：
[0006]根据重点路段汽车的回波信号得到基础角度信息；
[0007]根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角；
[0008]根据回波信号偏角判断汽车是否偏离车道；
>[0009]如果汽车偏离车道，生成告警信号；
[0010]如果偏离车道的汽车重新回到车道，生成告警解除信号。
[0011]结合第一方面，进一步的，获取重点路段汽车的两个回波信号，得到两个回波信号的波束中心轴与等强信号轴的偏角，记为基础角度信息θ0。
[0012]结合第一方面，进一步的，根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角的方法为：
[0013]设θ为汽车的回波信号偏角，则重点路段汽车的两个回波信号的方向图函数分别为：
[0014][0015]其中，F1(θ)表示第一个回波信号的方向图函数，L为接收回波信号的雷达中振元的数量，d为振元的间距，λ为发射的电磁波的波长，F2(θ)表示第二个回波信号的方向图函数；
[0016]对两个回波信号的方向图函数分别做和差运算，得到和波束接收方向图函数u
∑
(θ)、差波束接收方向图函数u
Δ
(θ)，表达式如下：
[0017][0018][0019]设u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值如下：
[0020][0021]将sinθ在θ0处进行泰勒级数展开并忽略高阶量，得到：
[0022]sinθ≈sinθ0+cosθ0(θ
‑
θ0)(5)
[0023]整理u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值，得到：
[0024][0025]其中，ρ为天线方向图在θ0处的归一化斜率系数；
[0026]汽车的回波信号偏角θ的计算公式为：
[0027][0028]结合第一方面，进一步的，根据车道行驶方向设置偏角阈值θ
m
，当汽车的回波信号偏角θ大于θ
m
时，判断汽车偏离车道，否则，判断汽车没有偏离车道。
[0029]第二方面，本专利技术提出了一种重点路段汽车偏离车道检测系统，包括：
[0030]信息采集模块，用于采集重点路段汽车的回波信号，并根据回波信号得到基础角度信息；
[0031]检测控制模块，用于根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角，判断汽车是否偏离车道；如果汽车偏离车道，生成告警信号并发送至告警模块，如果偏离车道的汽车重新回到车道，生成告警解除信号并发送至告警解除模块；
[0032]告警模块，用于接收告警信号，控制警报器发出告警提示；
[0033]告警解除模块，用于接收告警解除信号，控制警报器停止告警提示。
[0034]结合第二方面，进一步的，所述检测控制模块包括偏角计算模块、判断模块和控制信号生成模块，其中，偏角计算模块用于根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角；判断模型用于根据回波信号偏角判断汽车是否偏离车道；控制信号生成模块用于生成告警信号和告警解除信号。
[0035]结合第二方面，进一步的，所述信息采集模块采用测角雷达，所述测角雷达安装在
重点路段路边的抱杆上。
[0036]结合第二方面，进一步的，在检测控制模块中，根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角的方法为：
[0037]设θ为汽车的回波信号偏角，则重点路段汽车的两个回波信号的方向图函数分别为：
[0038][0039]其中，F1(θ)表示第一个回波信号的方向图函数，L为接收回波信号的雷达中振元的数量，d为振元的间距，λ为发射的电磁波的波长，F2(θ)表示第二个回波信号的方向图函数；
[0040]对两个回波信号的方向图函数分别做和差运算，得到和波束接收方向图函数u
∑
(θ)、差波束接收方向图函数u
Δ
(θ)，表达式如下：
[0041][0042][0043]设u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值如下：
[0044][0045]将sinθ在θ0处进行泰勒级数展开并忽略高阶量，得到：
[0046]sinθ≈sinθ0+cosθ0(θ
‑
θ0)(12)
[0047]整理u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值，得到：
[0048][0049]其中，ρ为天线方向图在θ0处的归一化斜率系数；
[0050]汽车的回波信号偏角θ的计算公式为：
[0051][0052]第三方面，本专利技术提出了一种重点路段汽车偏离车道检测系统，包括处理器及存储介质；
[0053]所述存储介质用于存储指令；
[0054]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面所述方法的步骤。
[0055]第四方面，本专利技术提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
[0056]采用以上技术手段后可以获得以下优势：
[0057]本专利技术提出了一种重点路段汽车偏离车道检测方法、系统及存储介质，对重点路段行驶的汽车进行监测预警，实时计算汽车的回波信号偏角，一旦发现偏离车道的汽车，及时做出预警，提醒汽车驾驶人员，有利于驾驶人员及时作做出改变，重新回到正轨，从而避免因为车辆偏离轨道而造成交通事故。
[0058]本专利技术通过测角雷达对通过重点路段的汽车进行扫描和检测，基于两个回波信号的差和比计算偏移角度，计算结果更加精准可靠，能够准确识别汽车偏移情况，而且这种检测方法对车辆本身没有特殊要求，无需车辆自带车道偏离检测功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重点路段汽车偏离车道检测方法，其特征在于，包括如下步骤：根据重点路段汽车的回波信号得到基础角度信息；根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角；根据回波信号偏角判断汽车是否偏离车道；如果汽车偏离车道，生成告警信号；如果偏离车道的汽车重新回到车道，生成告警解除信号。2.根据权利要求1所述的一种重点路段汽车偏离车道检测方法，其特征在于，获取重点路段汽车的两个回波信号，得到两个回波信号的波束中心轴与等强信号轴的偏角，记为基础角度信息θ0。3.根据权利要求2所述的一种重点路段汽车偏离车道检测方法，其特征在于，根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角的方法为：设θ为汽车的回波信号偏角，则重点路段汽车的两个回波信号的方向图函数分别为：其中，F1(θ)表示第一个回波信号的方向图函数，L为接收回波信号的雷达中振元的数量，d为振元的间距，λ为发射的电磁波的波长，F2(θ)表示第二个回波信号的方向图函数；对两个回波信号的方向图函数分别做和差运算，得到和波束接收方向图函数u
∑
(θ)、差波束接收方向图函数u
Δ
(θ)，表达式如下：表达式如下：设u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值如下：将sinθ在θ0处进行泰勒级数展开并忽略高阶量，得到：sinθ≈sinθ0+cosθ0(θ
‑
θ0)
整理u
Δ
(θ)和u
∑
(θ)的比值，得到：其中，ρ为天线方向图在θ0处的归一化斜率系数；汽车的回波信号偏角θ的计算公式为：4.根据权利要求1所述的一种重点路段汽车偏离车道检测方法，其特征在于，根据车道行驶方向设置偏角阈值θ
m
，当汽车的回波信号偏角θ大于θ
m
时，判断汽车偏离车道，否则，判断汽车没有偏离车道。5.一种重点路段汽车偏离车道检测系统，其特征在于，包括：信息采集模块，用于采集重点路段汽车的回波信号，并根据回波信号得到基础角度信息；检测控制模块，用于根据基础角度信息计算汽车的回波信号偏角，判断汽车是否偏离车道；如果汽车偏离车道，生成告警信号并发送至告...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恺，陈世林，胡峰，苗润彭，陈进斌，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：